电阻应变电桥的激励源对测试灵敏度的影响

【目的】随着电阻应变片制造工艺的提高,电阻应变片不仅在称量装置中应用广泛,在低功耗形变检测系统中也应能得到应用。由此研究了在低电压工作环境下电桥激励源对测试灵敏度的影响。【方法】整个测试系统在3.3V 的电压下工作,在实验中改变电桥的激励电压和激励电流,将电桥输出电压经高共模抑制比仪表放大器INA333放大后通过模数转换器ADS1118采集后显示。【结果】3V 激励电压提高到5V 激励电压时每克导致的输出电压变化幅度增加66.9%,激励电流每增加1m A,输出电压灵敏度增加0.16。【结论】激励电压和激励电流的增大有利于提高电桥输出电压,提高测试微小形变的灵敏度,降低后级数模转换电路要求。
     

应变式传感器恒压源间歇供电

分析了恒压源供电下的桥路输出特性以及影响电桥电压灵敏度的各种因素.供电电压的增加会受到桥臂允许功耗的限制,从而制约了电桥电压灵敏度的提高,并产生电阻"温升"和热噪声.针对电桥存在的上述问题提出的恒压源间歇供电方式,不仅可以提高传感器的灵敏度,还有效地降低了应变片电阻的"温升"和热噪声,提高了传感器的精度.     

基于实验台的静态特性测定实验教学研究

基于传感器与测控技术实验台研究了用于高校教学的测试装置静态特性测定实验。该研究利用现有的实验设备,将设备中的直流测量电桥作为研究对象。对直流测量电桥输入力信号,使电桥桥臂的应变片发生变形,从而直流测量电桥的输出电压发生变化。输入力不同,输出电压不同。根据多点输入输出,可得输入输出的线性关系。运用理想测试装置与实际测试装置的误差关系,就可实现直流测量电桥的灵敏度、非线性度和回程误差的测定。     

电阻应变式传感器灵敏度特性分析

基于电阻应变式传感器工作原理,采用金属箔制成电阻应变片,利用应变效应测量微小形变,在一定范围内分别对单臂、半桥、全桥直流测量电路进行性能测试;分析对比了3种不同接桥方式的电压灵敏度特性,其实验结果和理论结论基本相一致。     

一种双环路反馈控制电荷泵LED驱动器设计

针对电荷泵LED驱动器环路控制在不同工作模式下存在较大的输入噪声和较大的输出电压纹波的问题,基于TSMC0.6μmBCD工艺,设计实现了一种电压外环和电流内环的双环路反馈控制方案.其中多增益工作模式的电压外环有效地提高在不同输入电源电压下的效率;电流内环利用电流镜代替传统的可调电阻,实现了低噪声线性控制方式.两种控制环路的结合,既可有效减小电源电流的峰值,又可降低电荷泵的输出纹波,从而降低输入输出噪声.经留片测试,对于正向导通电压为3.4V的LED,电源电压在3.0～4.4V变化范围内,输出电压为3.6V,输出电流为400mA的条件下,所设计电路的最高效率可达90.1%.     

测力仪电桥联接方法的研究

本文对电阻应变式测力仪接桥方法与电桥灵敏度的关系进行了理论分析及试验研究。证明测力仪与不同应变仪联接时,电桥接桥方法对电桥的灵敏度有着不同的影响。对于 JD-1、YJ-5及 Y6D-2等型号的应变仪,电桥各工作桥臂上应变片的串联或并联不影响电桥的灵敏度;而对于 Y6D-3A 及 Y8DB-5等型号的应变仪,电桥各工作桥臂上应变片的片数、串联或并联都对电桥的灵敏度有着显著影响。在等臂全桥的情况下,每一工作桥臂由 n 片应变片并联时,其电桥的灵敏度为串联时的 n 倍。     

作传感器用的硅应变片

半导体应变片有比金属型应变片较高的灵敏度和较低的讯号处理要求测量传感器往往使用机械元件和电气元件,机械元件在有关量改变时将发生位移或变形,而电气元件就产生相应的电压或电流讯号。其通常的构造是利用一个可偏转机件的弯曲,来施力于一个悬臂梁上。而紧固在这梁上联接成一个惠斯顿电桥的应变片就产生了所需的输出讯号。     

直流单电桥灵敏度的简要讨论

电桥按指零器的不同,可分为电压输出桥、电流输出桥和功率输出桥。对于负荷为无限大的指零器常采用电压输出桥,当然实际上的负荷不可能为无限大的,而对于电流输出桥的讨论也只有在负荷是一定时才有意义。在考虑有实际意义的情况下,一般应讨论功率输出桥。由于磁电式仪表的转角与负荷功率的平方根成正比,因此在负荷功率为最大时,电桥的灵敏度也最高。下面以平衡时的直流单电桥为例进行讨论。如图1所示,r_1、r_2、r_3 和r_4分别为各桥臂的电阻,r为     

开尔文电桥的灵敏度研究

应用基尔霍夫定律,推导出开尔文电桥非平衡时流过检流计的电流表达式,同时分析了影响开尔文电桥灵敏度的主要因素有:工作电流;所用检流计的灵敏度、内阻;各桥臂上的电阻;比例臂系数等,进而得出开尔文电桥灵敏度达到最大值的条件。     

用调节电阻补偿法消除多维力测量中向间干扰

介绍一种消除各分力之间相互干扰的新方法－调节电阻补偿法，其特点是通过联接适当的调节电阻，改变某或某几个应变片的输出灵敏度，从而在测量电桥内部完全消除各分力之间的干扰。     

测电阻实验中不确定度的研究

惠斯登直流电桥测电阻是常用的测电阻方法,主要是通过电桥的平衡原理来进行实验。本实验主要通过电桥的灵敏域/灵敏度、检流计电流、电压与比例四个方面对实验中所产生的不确定度进行研究,总结出测量电阻最佳的条件,提高测量精度,促进教学。     

一种低电压、低功耗CMOS基准电压源的设计

本文设计了一种低电压、低功耗、高电源抑制比CMOS基准电压源。该电路基于工作在亚阈值区的MOS管,利用PTAT电流源与微功耗运算放大器构成负反馈系统以提高电源电压抑制比。SPICE仿真显示,在1V的电源电压下,输出基准电压为609mV,温度系数为72ppm/℃,静态工作电流仅为1.23μA。在1-5V的电源电压变化范围内,电压灵敏度为130μV/V,低频电源电压抑制比为74dB。该电路为全CMOS电路,不需要用到寄生PNP三极管,具有良好的CMOS工艺兼容性。     

低电压、低功耗CMOS基准电压源的设计

为了有效降低模拟集成电路的功耗,提高工艺兼容性,文中提出了一种全CMOS结构的低电压、低功耗基准电压源的设计方法.该方法基于工作在亚阈值区的MOS管,利用PTAT电流源与微功耗运算放大器构成负反馈系统以提高电源电压抑制比.仿真结果表明:在1.0V的电源电压下,输出基准电压为609.mV,温度系数为46×10-6/K,静态工作电流仅为1.23μA;在1.0～5.0V的电源电压变化范围内,电压灵敏度为130μV/V,低频电源电压抑制比为74.0dB.由于使用了无寄生双极型晶体管的全CMOS结构,该电路具有良好的CMOS工艺兼容性.     

压阻式压力传感器特性实验及Matlab数据处理

该文对压阻式压力传感器在3,6,9,12 V电源电压E下载荷F(包括加载和卸载)与非平衡电桥输出电压U0之间的响应关系进行测定。分别利用Matlab软件的命令窗口、图形界面(GUI)拟合工具箱和M文件方法决定出不同电源电压下传感器的灵敏度K。结果表明,随着电源电压的增长、传感器灵敏度等比例的增长,暗示可通过增加电源电压来提高测量精度。结合获得的灵敏度测量任意物体的质量,得到了十分满意的结果。另外,通过实际操作也说明Matlab 3种数据拟合手段各有优势。     

惠斯登电桥灵敏度与测量精度的探究

介绍了惠斯登电桥测量电阻的原理,通过实验数据验证了影响惠斯登电桥测量精度的因素.主要有电桥灵敏度及桥臂电阻的误差两个方面,电桥的灵敏度与电源电压、检流计、桥臂总阻值有关.推导出电桥灵敏度与比例臂电阻取值的极值条件.指出进行换臂测量能够消除由比例臂R1和R2带来的相对误差,提高测量精度.     

强发射电流反铁电冷阴极材料的实验研究

采用固态烧结工艺制备了位于反铁电/铁电相界附近的PbLa(Zr,Sn,Ti)O3(PLZST)反铁电陶瓷样品.通过测定样品在快速单脉冲电压激励下的电子发射特性,得到了激励电压对发射电流的影响规律,发射电流随激励电压增加而增加,当激励电压大于1.5 kV时,发射电流趋于饱和.在单脉冲激励下进行电子发射实验,得到如下结果:在激励电压为800 V、抽取电压为0 V的条件下,发射电流密度为1.27 A/cm2;当抽取电压增加到4 kV时,获得了1 700 A/cm2的大发射电流密度.研究结果表明,室温下PLZST的反铁电陶瓷可在较低激励电压下实现电子发射,发射电流密度大,能够工作于4 Pa的低真空环境中.     

基于升降压的高效率低纹波LED驱动芯片设计

设计了一款基于同相Buck-Boost变换器的LED驱动控制芯片.设计的控制电路实现了从降压模式到升压模式的平滑切换,从而保证了系统的稳定性并减小了输出电流纹波;在Buck-Boost过渡模式工作状态下,控制电路降低了平均电感电流,因而提高了系统转换效率.此外,控制电路中设计了一种自动调零的误差放大器,减小了放大器的输入失调电压和闪烁噪声,输出电流的精度得以提高.在180 nm CMOS工艺上流片的测试结果表明:当输入电压为2.7～5.0 V,输出电流为850 mA时,纹波率不超过3%;当负载电流为150 mA、输入电压为5 V时,驱动电路的转换效率高达95%.     

面向生物分子检测的MoS_2膜流体场效应管的制备

为提高生物分子检测的灵敏度,通过氮化硅基底的制备、二硫化钼(MoS_2)薄膜的铺陈以及金属电极的制备等步骤研制了MoS_2流体场效应管.将制备好的场效应管进行电学表征并分别在空气和浸润环境中进行性能测试.实验结果表明:当背栅电压为0 V时,漏极电流与电压呈线性关系,电极与二硫化钼样品之间的接触为欧姆接触;用机械剥离方法制备出的MoS_2薄膜为单层;浸润环境下场效应管上二硫化钼的电阻比空气中的小,这是由于浸润环境下样品杂质掺杂浓度提高所致;随着液栅电压的增加,漏极电流与电压的曲线斜率也会随之增加,场效应增强.作为一种新型的二维材料,二硫化钼可以用来制备流体场效应管和提高生物分子检测的灵敏度.     

一种超低功耗的低压差线性稳压器环路补偿方法

针对低压差线性稳压器(LDO)电路设计中为改善环路补偿的稳定性增加电流缓冲电路而带来额外功耗的问题,提出一种嵌入式LDO环路补偿方法。该方法在原LDO的误差放大器模块中,嵌入一个由晶体管和电容组成的电流缓冲电路,该结构与误差放大器的共源共栅输出级共用晶体管,由于整体电路中不增加新元器件,因此消除了引入缓冲电路所带来的额外功耗。仿真实验验证了加入电流缓冲电路后系统环路稳定性能得到了改善。采用联华电子公司0.5μm 5 V的CMOS工艺线在LDO中进行了投片验证,实测芯片静态功耗电流仅为50μA,当输入电压从3V跳变到5V时,输出电压的上冲与下冲都小于15mV,负载电阻从18kΩ跳变到9Ω时,输出电压的最大变化小于20mV。投片测试结果表明,该补偿方法可在提高系统环路稳定性的同时消除额外功耗。     

基于低反馈电阻技术的LED照明驱动芯片设计

在开关电源中,输出电压反馈电阻的大小正比于其消耗功耗.为提高芯片系统效率,提出了低反馈电阻技术,低反馈电阻技术关键在于产生低的参考电压与反馈采样电压进行误差放大.给出了低至18 mV的基准电压电路的设计过程和仿真结果,设计了一种基于双极型、互补型、双扩散金属氧化物半导体 (BCD) 1.6 μm工艺的功率LED照明驱动芯片以验证低反馈电阻技术.系统仿真结果表明:电路的运行效率高达95.6 %,输出电流纹波系数为(2.14 %)/V.